DE3616117A1 - Vorrichtung zur schnellkuehlung oder schockfrostung von schuettfaehigen produkten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

In der Nahrungsmittelindustrie und in ähnlichen Be­ reichen besteht die Aufgabe, schüttfähige Produkte auf schonende und wirtschaftliche Weise einzeln zu frosten, ohne daß die Teile während des Frost- oder Kühlvor­ ganges auf der Unterlage anfrieren, zusammenfrieren oder eingedrückt werden. Zur Durchführung der Schnell­ kühlung ist es bekannt, Hordenschränke, Langbandfroster oder Wendelfroster zu benutzen. Bekannt sind ferner Trommelfroster, bei denen die zu behandelnden Produkte in eine Trommel eingegeben werden, in die gleichzeitig ein Kältemittel eingesprüht wird. Solche Trommelfroster haben den Nachteil einer großen Baulänge. Außerdem be­ steht die Gefahr, daß das Kältemedium nur mit einer Seite der Produktschüttung (der Oberseite) in Kontakt kommt.

Bekannt sind schließlich Flow-Freezer, bei denen der Produktstrom durch Kaltluft fluidisiert und teilweise in Schwebe gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei geringer Baugröße eine wirtschaft­ liche Durchführung von Behandlungsprozessen ermöglicht und eine wirtschaftliche Ausnutzung des eingesetzten Kältemittels gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentan­ spruchs 1.

Nach der Erfindung werden zwei ineinander angeordnete Trommeln benutzt, die einzeln oder gemeinsam rotieren. Das schüttfähige Produkt wird zunächst in die innere Trommel geleitet, in dieser der Kältebehandlung ausge­ setzt und während der Trommeldrehung weitertranspor­ tiert, um nach Verlassen der inneren Trommel in die äußere Trommel zu fallen, wo es im Gegenstrom zurück­ transportiert wird. Eine derartige Vorrichtung hat die halbe Baulänge der üblicherweise verwendeten Vorrich­ tungen. Außerdem besteht der Vorteil, daß das Kälte­ mittel in beiden Trommeln gleichermaßen wirksam ist und daß eine Isolierung nur an der äußeren Trommel er­ forderlich ist.

In Abhängigkeit von der Art des eingesetzten Kältemit­ tels kann der Ort der Einsprühung unterschiedlich ge­ wählt werden. Wenn das Kältemittel ein Gas ist, das auch im expandierten Zustand gasförmig bleibt, erfolgt die Einsprühung zweckmäßigerweise in der äußeren Trom­ mel, also im Rücklaufweg des Produktes, wobei die in­ nere Trommel als Vorkühlstrecke benutzt wird. Wird als Kältemittel ein Gas verwendet, das bei der Expansion Schnee ergibt, dann sollte dieses Gas möglichst in der Nähe des Produkteinlasses der ersten Trommel versprüht werden, damit der Schnee möglichst frühzeitig auf die Produkte aufgetragen wird und diese auf ihrem gesamten Weg durch beide Trommeln hindurch begleitet.

Der Vortrieb des Produktes kann entweder durch Schwer­ kraftwirkung erfolgen, wozu die betreffende Trommel mit in Förderrichtung geneigter Achse ausgebildet ist, oder durch mechanische Hilfsmittel, wie Wendeln oder Flügel. Im Falle mechanischer Vortriebsmittel, die an den Trom­ melwänden angeordnet sind, kann eine zusätzliche Agitation des Produktes hervorgerufen werden, wodurch der Gefahr des gegenseitigen Anfrierens der einzelnen Produktteile zusätzlich entgegengewirkt wird.

Durchmesser, Drehzahl, Neigung und Querschnittsform der Trommeln sowie die Art und Ausführung der Einbauten können in Abhängigkeit von der Art der zu behandelnden Produkte variieren und an das Kühl- oder Rollverhalten der Produkte angepaßt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich nicht nur zur Frostung von Produkten, sondern beispielsweise auch zur Kühlung von Fertigprodukten, z.B. von gewürfeltem Hühnerfleisch oder Klößchen und ähnlichem.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit zwei entgegengesetzt geneigten Trommeln,

Fig. 2 eine Vorrichtung mit zwei koaxialen Trommeln, wobei das Kältemittel am Produkteinlaß der ersten Trommel eingesprüht wird, und

Fig. 3 eine Vorrichtung mit zwei koaxialen Trommeln, wobei das Kältemittel in die äußere Trommel eingesprüht wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist eine erste Trommel 10 auf, die aus einem an den Stirnseiten offenen zylindrischen Rohr besteht, dessen Achse relativ zur Horizontalen in Förderrichtung geneigt ist. Der Produkt­ einlaß 11 befindet sich an dem höherliegenden Ende der Trommel 10. In dieses Ende ragt ein feststehender Ein­ führtrichter 12 hinein. Die erste Trommel 10 wird von einem (nicht dargestellten) Antrieb um ihre Längsachse gedreht. Dabei wird das in die Trommel eingeführte Schüttgut infolge der Trommelneigung durch Schwerkraft­ wirkung in Längsrichtung transportiert. Das Schüttgut verläßt den zweiten Produktauslaß 11 a, d.h. das dem Produkteinlaß abgewandte Trommelende, und fällt in das Innere der zweiten Trommel 13, welche die erste Trommel 10 umgibt. Das in der Nähe des ersten Produktauslasses 11 a angeordnete Ende der zweiten Trommel 13 ist durch die Stirnwand 14 verschlossen. Das gegenüberliegende Ende der zweiten Trommel 13 ist zur Bildung des Produkt­ auslasses 15 offen. Dieses Trommelende ist tiefer ange­ ordnet als die Stirnwand 14, d.h. die zweite Trommel 13, die ebenfalls rotiert, ist in Gegenrichtung zur ersten Trommel 10 schräggestellt. Das den zweiten Pro­ duktauslaß 15 verlassende Schüttgut fällt in einen Be­ hälter 16 oder wird einer Verpackungseinrichtung zu­ geführt. Die Lagerböcke der zweiten Trommel 13 sind mit 17 bezeichnet.

In der Nähe des ersten Produkteinlasses 11 mündet die feststehende Kältemittelleitung 18 in die erste Trommel 10. Aus der Kältemittelleitung 18 wird ein Kältemittel, im vorliegenden Fall Kohlendioxid (CO₂) unter Druck in die erste Trommel 10 eingesprüht. Das Kältemittel wird bei der Expansion in Luft zu Schnee, der sich auf den Produkten ablagert. Infolge der Rollbewegung im Innern der Trommel 10 werden die Produkte gleichmäßig mit Schnee beschichtet. lm weiteren Verlauf des Weges durch die beiden Trommeln 10 und 13 kühlt sich die Produkt­ oberfläche an der Schneebeschichtung ab.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die erste Trommel 10 koaxial und fest in der zweiten Trommel 13 angeordnet. Der Produktauslaß 11 a der ersten Trommel 10 befindet sich im axialen Abstand von der Stirnwand 14 der zweiten Trommel. Die Wände der beiden Trommeln sind durchgehend, d.h. sie haben keine Perforation. Die ge­ meinsame Trommelachse beider Trommeln verläuft schräg zur Horizontalen, wobei der erste Produkteinlaß 11 höher angeordnet ist als der erste Produktauslaß 11 a. An der Innenseite der Umfangswand der zweiten Trommel 13 sind Wendeln 20 und Flügel angebracht, die die Pro­ duktteilchen bei Drehung der Trommeln zu dem höher lie­ genden zweiten Produktauslaß 15 fördern. Die Kältemit­ telleitung 18 führt in die erste Trommel 10 hinein und das Versprühen des Kältemittels (Kohlendioxid) erfolgt kurz hinter dem ersten Produkteinlaß 11.

Das Produkt wird in den Einführtrichter 12 eingefüllt und durch geeignete Einstellung eines Schiebers 21 dosiert in die erste Trommel 10 eingegeben. In der drehenden Trommel 10 wird das Produkt bis zum Produkt­ auslaß 11 a fortbewegt, wo es in die zweite Trommel 13 hinein austritt. In der zweiten Trommel 13 erfolgt die Vorwärtsbewegung des Produktes im Gegenstrom zur ersten Trommel, wobei der Transport durch die Wendeln 20 oder Flügel bewirkt wird.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 entspricht weit­ gehend demjenigen der Fig. 2, jedoch wird anstelle eines schneebildenden Kältemittels ein gasförmig bleibendes Kältemittel (N ₂) benutzt. Die Umfangswand der inneren Trommel 10 ist perforiert, d.h. sie besteht aus einer Lochwand oder einem Gitter. Die feststehende Kältemittelleitung 18 ragt außerhalb der inneren Trommel 10 in die äußere Trommel 13 hinein und das Ver­ sprühen des Kältemittels erfolgt im erheblichen Abstand von den Trommelenden, beispielsweise im mittleren Be­ reich der Trommellänge. Das Kältemittel gelangt zu­ nächst unmittelbar auf diejenigen Produktteilchen, die sich in der zweiten Trommel 13 befinden, wirkt jedoch über die perforierte Wand der Trommel 10 auch auf die im Innern der Trommel 10 befindlichen Produktteilchen. Das erwärmte Kältemittel wird schließlich durch ein Abgasrohr 23 abgesaugt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wirkt das innere Rohr 10 als Vorkühlstrecke, während die eigentliche Frostung im äußeren Rohr 13 und außerhalb des inneren Rohres 10 erfolgt.

Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das äußere Rohr 13 einschließlich der Stirnwand 14 mit einem wärmeisolierenden Mantel 24 versehen.

Die Trommeln 10 und 13 sind in den Zeichnungen jeweils als zylindrische Rohre dargestellt. Es besteht auch die Möglichkeit, die Querschnittsform der Trommeln in Längsrichtung zu verändern, so daß zylindrische und polygonale Rohrabschnitte einander abwechseln. Dadurch wird erreicht, daß die Produkte rundum mit CO₂-Schnee behaftet und schneller und wirtschaftlicher durch­ frostet werden. Außerdem werden die Produkte lose ge­ halten, weil sie durch die Schüttelung nicht aneinander festfrieren können.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Schnellkühlung oder Schockfrostung von schüttfähigen Produkten, mit einer rotierenden ersten Trommel (10), die an einem Ende einen ersten Produkteinlaß (11) und am anderen Ende einen ersten Produktauslaß (11 a) aufweist, und mit mindestens einer dem Produkt ein Kältemittel zuführenden Kälte­ mittelleitung (18), dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trommel (10) von einer rotierenden zweiten Trommel (13) umgeben ist, die das den ersten Produktauslaß (11 a) verlassende Produkt auffängt und unter der Einwirkung des Kältemittels zu einem in der Nähe des ersten Produkteinlasses (11) angeord­ neten zweiten Produktauslaß zurückfördert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Trommel (10, 13) in Förderrich­ tung geneigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide Trommeln (10, 13) drehfest ver­ bunden sind und gemeinsam rotieren.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste Trommel (10) eine durchbrochene Umfangswand aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Trom­ meln (10, 13) Wendeln (20) oder Flügel zur Förderung des Produktes aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kältemittelleitung (18) in der Nähe des ersten Produkteinlasses (11) in die erste Trommel (10) mündet, und daß das Kältemit­ tel ein Gas ist, das bei Expansion in Luft Schnee bildet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kältemittelleitung (18) außerhalb der ersten Trommel (10) in die zweite Trommel (13) mündet, und daß die Umfangswand der ersten Trommel (10) für das Kältemittel durchlässig ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Trommel in Längsrichtung variierende Querschnittsformen hat.